Toistaiseksi yksikään tekoäly ei ole kyennyt syvälliseen matemaattiseen päättelyyn, vaikka erilaiset tekoälyt ovat kehittyneet huimaa vauhtia. Kielimallipohjaiset tekoälyt, kuten ChatGPT, ovat näennäisestä nokkeluudestaan huolimatta melko hyödyttömiä työkaluja esimerkiksi matemaatikolle.
Pieniä edistysaskelia kohti matemaattisesti päättelevää ohjelmaa otetaan kuitenkin koko ajan eri puolilla maailmaa. Kehitystyöhön osallistuu muun muassa matemaatikkoja ja datatieteilijöitä yrityksistä ja yliopistoista.
Pelissä on tietenkin mahdollisista kaupallisista sovelluksista saatava raha, mutta myös inhimillinen uteliaisuus: pystyisikö kone matematiikassa samaan kuin ihminen?
Mukaan leikkiin on nyt lähtenyt myös kansainvälinen finanssiteknologiayritys XTX Markets. XTX Markets tuottaa tietoteknisiä ratkaisuja rahoitus- vakuutus- ja maksupalveluiden automatisoimiseksi. Se on luvannut kymmenen miljoonan dollarin edestä palkintoja julkisesti jaetusta tekoälymallista, joka pystyisi saman tasoiseen päättelyyn kuin matematiikkaolympialaisten kultamitalistit.
Haasteella on nimikin, AIMO Prize, jossa AI viittaa tekoälyyn, IMO sanaan International Mathematics Olympiad. IMO on järjestänyt matemaattisesti suuntautuneille nuorille matematiikkaolympialaisia jo vuosikymmeniä.
Sääntöjen mukaan viiden miljoonan dollarin suuruisen pääpalkinnon saa ensimmäinen julkisesti jaettu tekoälymalli, joka osallistuu AIMO:n hyväksymään kilpailuun ja suoriutuu tasolle, joka vastaa kultamitalin saavuttamista IMO:ssa.
Lisäksi tarjolla on viiden miljoonan dollarin edestä edistyspalkintoja niille julkisesti jaetuille tekoälymalleille, jotka saavuttavat merkittäviä osatavoitteita kohti pääpalkintoa.
Matematiikkaolympialaiset on kansainvälinen kilpailu, jolla on pitkät perinteet. Kisa on suunnattu lukio- ja collegeikäisille nuorille, mutta tehtävät ovat vaikeusasteeltaan aivan omaa luokkaansa: niiden parissa joutuu ammattimatemaatikkokin pinnistelemään. Olympialaisten osanottajat saattavat harjoitella kilpailuun jopa vuosia muun muassa erilaisilla harjoitusleireillä.
AIMO-haasteeseen vastaajilla riittää siten työsarkaa. Suomessa tiettävästi yksikään tutkijaryhmä ei ole XTX Marketsin palkintoa tavoittelemassa, mutta muun muassa Aalto-yliopiston matemaatikot seuraavat hankkeen edistymistä aktiivisesti.
– Totta kai meitäkin kiinnostaa jokainen askel kohti ohjelmaa, jossa yhdistyisi ChatGPT:n sisällöntuottokyky matemaattis-loogiseen päättelyyn, sanoo Aalto-yliopiston matematiikan professori Kalle Kytölä.
– Jos tavoitteena on ohjelma, joka selviää suurimmasta osasta matematiikkaolympialaisten tehtävistä kultamitalistin tasolla, tehtävä ei tosiaan ole helppo. Ja vaikea on arvioida sitäkään, kuinka kaukana tai lähellä tavoitetta ollaan.
Pienetkin askeleet vievät eteenpäin
Aivan tämän vuoden alussa tutkija Trieu Trinh kollegoineen onnistui luomaan AlphaGeometry-ohjelman, joka kykenee matemaattiseen päättelyyn silloin, kun tehtävät on rajattu klassisen geometrian alaan. Trinh on väitellyt tietojenkäsittelytieteestä, ja hänen ryhmänsä jäsenistä suuri osa työskentelee Google DeepMindilla.
Trinhin tulokset julkaistiin vuoden alussa Naturessa, ja saavutusta on esitelty ja ihasteltu myös New York Timesissa.
Aalto-yliopiston matematiikan lehtori, akatemiatutkija Aleksis Koski pitää tulosta huomattavana siitä huolimatta, että klassinen geometria sinänsä on matemaatikkojen näkökulmasta "suljettu" eli ei enää tutkimuksellisesti kiinnostava alue.
– AlphaGeometryssä hienoa on kielimallin ja symbolisen laskentatason yhteistyö ja tapa, jolla dataa oli generoitu ohjelman kouluttamiseksi, selvittää Koski.
Aleksis Koski on itsekin aikanaan osallistunut matematiikkaolympialaisiin ja vieläpä kahdesti. Aalto-yliopistossa hänen erikoisalaansa on geometrinen analyysi, joka nimestään huolimatta on melko kaukana edellä kuvatusta klassisesta geometriasta.
– AlphaGeometryn menestyksestä huolimatta tekoälyt eivät ole vielä sillä tasolla, että ne pärjäisivät matematiikkaolympialaisissa yhtä hyvin kuin ihmiset, Koski jatkaa.
– Suuria harppauksia tarvittaisiin myös siihen, että tekoäly kehittyisi tasolle, josta siitä voisi olla matemaatikolle apua tutkimustyössä. Kehitys näyttää kuitenkin lupaavalta!
Kymmenen miljoonaa dollaria saanevat siis vielä odottaa ottajaansa. XTX Markets on luvannut palkinnosta ja mahdollisten osatavoitteiden saavuttamisesta lisätietoa ensi kesän matematiikkaolympialaisten yhteydessä.